72
В
общем
виде
обозначены
проблемы
при
борьбе
с
гололедно
-
ветровыми
нагрузками
на
ВЛ
в
осенне
-
зимний
период
в
элек
-
трических
сетях
ПАО
«
МРСК
Юга
».
Авторами
предложена
интеллектуальная
система
плавки
гололеда
на
проводах
и
грозозащитных
тросах
воздушных
линий
электропередачи
с
использованием
универсальной
установки
плавки
гололеда
с
тиристорным
коммутатором
,
произведено
ее
сравнение
с
общепринятыми
способами
и
установками
плавки
гололеда
,
также
показана
эффективность
ее
применения
на
ВЛ
35, 110
кВ
филиала
ПАО
«
МРСК
Юга
» — «
Ростовэнерго
».
Интеллектуальная
система плавки
гололеда на проводах
и грозозащитных тросах
воздушных линий
электропередачи
ПАО «МРСК Юга»
УДК
621.3.051.025
Левченко
И
.
И
.,
д
.
т
.
н
.,
профессор
,
научный
руководитель
ООО
«
ТМК
-
Центр
»
Гончаров
П
.
В
.,
заместитель
генерального
директора
—
главный
инженер
ПАО
«
МРСК
Юга
»
Сацук
Е
.
И
.,
д
.
т
.
н
.,
доцент
,
начальник
службы
ВПРА
АО
«
СО
ЕЭС
»
Шовкопляс
С
.
С
.,
инженер
,
ассистент
кафедры
«
Электри
-
ческие
станции
и
электроэнергетические
системы
»
энергетического
факультета
ФГБОУ
ВО
ЮРГПУ
(
НПИ
)
ОБЩИЕ
СВЕДЕНИЯ
О
ПЛАВКЕ
ГОЛОЛЕДА
Опыт
эксплуатации
электриче
-
ских
сетей
показывает
,
что
голо
-
ледно
-
ветровые
аварии
на
ВЛ
относятся
к
числу
наиболее
тя
-
желых
,
могут
дезорганизовать
электроснабжение
больших
эко
-
номических
районов
регионов
РФ
.
Вопрос
предотвращения
го
-
лоледно
-
ветровых
аварий
на
ВЛ
актуален
и
для
филиалов
ПАО
«
МРСК
Юга
» — «
Ростовэнер
-
го
», «
Волгоградэнер
го
»
и
«
Калм
-
энерго
».
Следует
отметить
суще
-
ственный
экономический
ущерб
от
гололедно
-
ветровых
аварий
на
ВЛ
«
Ростовэнерго
»
в
осенне
-
зим
-
ние
периоды
(
ОЗП
): 2004–2005,
2010–2011
и
2012–2013.
В
настоящее
время
для
пред
-
от
вращения
гололедно
-
ветровых
аварий
,
а
также
«
пляски
»
прово
-
дов
на
ВЛ
,
основным
эффектив
-
ным
мероприятием
является
орга
-
низация
системы
плавки
гололеда
(
СПГ
)
на
проводах
и
грозозащит
-
ных
тросах
ВЛ
с
прогнозировани
-
Ключевые
слова
:
гололедообразование
,
плавка
гололеда
,
инновация
,
система
прогнозирования
,
раннего
обнаружения
и
контроля
гололедо
-
образования
,
интеллектуальная
система
плавки
гололеда
,
удлинитель
,
технико
-
экономический
эффект
Keywords:
glaze formation, ice melting, innovation,
system for forecasting, early detecting
and control of ice formation, intelligent ice
melting system, extension cord, technical-
and-economic ef
fi
ciency
в
о
з
д
у
ш
н
ы
е
л
и
н
и
и
воздушные линии
73
ем
,
ранним
обнаружением
и
кон
-
тролем
гололедообразования
на
ВЛ
,
что
подтверждено
опытом
экс
-
плуатации
электрических
сетей
и
отражено
в
нормативно
-
техни
-
ческих
документах
и
учебной
ли
-
тературе
[1–5].
В
положении
ПАО
«
Россети
» «
О
единой
технической
политике
в
электросетевом
ком
-
плексе
»
в
п
. 7.10
и
в
Правилах
устройства
электроустановок
7-
го
издания
в
п
. 2.5.16
указано
,
что
:
–
вновь
сооружаемые
,
рекон
-
струируемые
и
эксплуатируе
-
мые
ВЛ
,
проходящие
в
районах
с
толщиной
стенки
гололеда
25
мм
(IV
район
)
и
выше
,
а
так
-
же
с
частыми
образованиями
гололеда
и
изморозевых
отло
-
жений
в
сочетании
с
сильными
ветрами
,
в
районах
с
частой
и
интенсивной
«
пляской
»
про
-
водов
,
необходимо
оснащать
(
преимущественно
)
управляе
-
мыми
установками
плавки
гололеда
на
проводах
и
грозо
-
защитных
тросах
постоянным
(
в
том
числе
импульсным
)
током
;
–
при
технико
-
экономическом
об
-
основании
применение
авто
-
матизированных
систем
ран
-
него
обнаружения
гололедоо
-
бразования
и
распределенного
контроля
температуры
оптиче
-
ского
волокна
при
плавке
голо
-
леда
на
грозозащитном
тросе
и
фазном
проводе
со
встро
-
енным
волоконно
-
оптическим
кабелем
и
непосредственного
контроля
температуры
прово
-
да
при
плавке
гололеда
;
–
для
сетевых
предприятий
,
у
ко
-
торых
свыше
50%
ВЛ
проходят
в
указанных
районах
,
рекомен
-
дуется
разрабатывать
общую
схему
плавки
гололеда
;
–
на
ВЛ
с
плавкой
гололеда
долж
-
но
быть
организовано
наблю
-
дение
за
гололедом
,
при
этом
предпочтительно
применение
сигнализаторов
появления
гололеда
и
устройств
контроля
окончания
плавки
гололеда
.
Авторами
рекомендуется
орга
-
низовывать
плавку
и
в
III
районе
по
гололеду
при
наличии
ВЛ
,
по
-
строенных
по
нормативным
до
-
кументам
с
учетом
5–10-
летней
повторяемости
,
а
также
отдает
-
ся
предпочтение
применению
сигнализаторов
с
программным
обес
печением
,
позволяющим
про
-
гнозировать
гололедно
-
ветровые
нагрузки
в
зависимости
от
метео
-
условий
и
времени
суток
,
опреде
-
лять
начало
,
скорость
нарастания
гололедообразования
и
фиксиро
-
вать
сброс
гололеда
,
тем
самым
предупреждать
об
окончании
про
-
цесса
плавки
.
В
электрических
сетях
для
пре
-
дотвращения
гололедно
-
ветровых
аварий
на
ВЛ
напряжением
110
кВ
и
ниже
применяется
,
в
основном
,
плавка
гололеда
переменным
током
,
а
на
ВЛ
220
кВ
и
выше
—
постоянным
от
установок
плавки
гололеда
(
УПГ
) [3–5].
Внедряют
-
ся
управляемые
выпрямитель
-
ные
установки
плавки
гололеда
постоянным
током
—
ВУПГ
[6]
и
управляемые
выпрямители
для
плавки
гололеда
—
В
-
ТПП
[7],
ко
-
торые
поддерживают
заданный
ток
плавки
,
изменяя
его
значение
углом
открытия
тиристоров
плеч
выпрямительного
моста
,
и
требу
-
ют
меньшую
мощность
для
плав
-
ки
по
сравнению
с
переменным
током
по
способу
короткого
замы
-
кания
(
КЗ
).
Эксплуатируемые
выпрями
-
тельные
установки
плавки
голо
-
леда
—
неуправляемые
ВУКН
и
В
-
ТППД
,
используемые
для
ВЛ
330, 500
кВ
,
морально
устарели
и
не
рекомендованы
технической
политикой
ПАО
«
Россети
» [2],
а
управляемые
ВУПГ
и
В
-
ТПП
,
внедряемые
для
плавки
гололеда
на
ВЛ
110, 220
кВ
,
имеют
недо
-
статки
,
основные
из
них
:
–
только
поочередная
плавка
гололеда
на
проводах
фаз
ВЛ
,
поэтому
КПД
схем
(
отношение
расходуемой
энергии
на
плав
-
ку
к
потребляемой
энергии
из
сети
)
снижен
,
так
при
схемах
«
фаза
—
фаза
»
в
2
цикла
составляет
75%;
при
схемах
«
фаза
—
две
фазы
»
в
3
цик
-
ла
— 67%;
–
требуется
компенсация
реак
-
тивной
мощности
,
приводящей
к
падению
напряжения
,
и
иска
-
жений
формы
питающего
на
-
пряжения
при
регулировании
тока
плавки
за
счет
изменения
угла
открытия
тиристоров
;
–
импульсы
перенапряжений
на
тиристорах
,
возникающие
при
отключении
выключателем
питания
УПГ
и
приводящие
к
выходу
из
работы
плеч
выпря
-
мительного
моста
;
–
переключение
разъединителя
-
ми
схем
соединения
проводов
фаз
ВЛ
оперативным
персона
-
лом
значительно
увеличивает
суммарное
время
плавки
.
Предлагаемая
к
внедрению
универсальная
установка
плавки
гололеда
с
тиристорным
коммута
-
тором
(
УУПГ
)
устраняет
эти
недо
-
статки
за
счет
:
–
одновременной
плавки
на
про
-
водах
трех
фаз
ВЛ
,
КПД
схемы
до
99%;
–
автоматического
переключе
-
ния
схем
соединения
проводов
фаз
ВЛ
тиристорным
коммута
-
тором
;
–
сокращения
времени
плавки
гололеда
в
среднем
в
2–3
раза
;
–
ненадобности
в
компенсации
реактивной
мощности
для
недопущения
падения
напря
-
жения
и
искажений
формы
тока
и
напряжения
;
–
отсутствия
импульсов
перена
-
пряжения
при
отключении
вы
-
ключателя
.
Системы
раннего
обнару
-
жения
гололедообразования
(
СРОГ
)
нашли
свое
применение
в
электрических
сетях
Ставропо
-
лья
более
35
лет
назад
[8].
Пер
-
вые
автоматизированные
инфор
-
мационные
системы
контроля
гололедообразования
(
АИСКГН
)
были
разработаны
и
внедрены
в
ОЭС
Северного
Кавказа
ав
-
торами
учебного
пособия
[5]
по
приказу
РАО
«
ЕЭС
России
»
по
-
сле
крупномасштабной
аварии
в
Сочинских
электрических
сетях
ОАО
«
Кубань
энерго
»
в
декабре
2001
года
.
В
настоящее
время
установлено
пунктов
контроля
АИСКГН
более
500
штук
.
На
данный
момент
распростра
-
нены
системы
измерения
и
мони
-
торинга
состояния
ВЛ
,
которые
используются
в
качестве
СРОГ
:
АИСКГН
[9],
СТГН
[10],
АИСКГН
Абак
-2000 [11],
система
МИГ
[12],
DiLin [13],
САТ
-1
и
OTLM [14, 15],
рефлектометр
ВЧ
(
локатор
) —
ЛСМГ
[16]
и
датчик
тяжения
с
оп
-
тическим
каналом
связи
и
изме
-
рения
—
ОАИСКГН
[17].
Разработанные
СРОГ
,
вне
-
сенные
в
Реестр
инновационных
решений
ПАО
«
Россети
» [18]:
МИГ
и
СТГН
,
не
обладают
техни
-
ческими
преимуществами
перед
АИСКГН
.
СРОГ
типа
ОАИСКГН
,
DiLin,
ЛСМГ
измеряют
отдель
-
№
1 (46) 2018
74
ные
параметры
,
не
достаточные
для
интеллектуальной
СПГ
.
Реф
-
лектометры
ВЧ
выявляют
голо
-
ледообразование
,
но
нужны
еще
метеопараметры
на
трассе
ВЛ
(
в
районе
наибольшей
интенсив
-
ности
)
и
абсолютное
,
а
не
усред
-
ненное
значение
толщины
стенки
гололеда
.
Системы
САТ
-1
и
OTLM
противоречат
политике
замеще
-
ния
импорта
в
нашей
стране
.
Сравнение
основных
показате
-
лей
систем
раннего
обнаружения
и
контроля
гололедообразования
приведено
в
таблице
1.
В
2011
году
авторами
в
рамках
НИОКР
,
выполненной
для
ПАО
«
ФСК
ЕЭС
»,
была
разработана
и
изготовлена
автоматизирован
-
ная
информационная
система
контроля
гололедообразования
и
температуры
провода
(
троса
) —
АИСКГТ
,
которая
позволяет
кон
-
тролировать
температуру
провода
и
в
летний
период
,
при
повышен
-
ных
температурах
воздуха
.
Следует
отметить
,
что
ПАО
«
МРСК
Юга
»
интегрировало
про
-
граммное
обеспечение
пунктов
приема
СРОГ
,
установленных
на
объектах
своего
распределитель
-
ного
электросетевого
комплекса
,
в
единую
геоинформационную
систему
ГИС
,
что
позволило
:
по
-
высить
оперативность
контроля
за
параметрами
метеоусловий
и
гололедно
-
ветровых
нагрузок
,
воздействующих
на
провода
и
грозозащитные
тросы
ВЛ
;
по
-
высить
качество
принимаемых
оперативным
и
управленческим
персоналом
решений
и
исключить
его
ошибки
при
управлении
ре
-
жимами
;
снизить
материальные
и
временные
затраты
на
выполне
-
ние
аварийно
-
восстановительных
работ
при
гололедно
-
ветровой
си
-
туации
.
Авторами
произведен
анализ
современных
систем
плавки
голо
-
леда
на
проводах
и
грозозащитных
тросах
ВЛ
и
предложена
интеллек
-
туальная
система
плавки
гололеда
с
использованием
УУПГ
[19].
ИННОВАЦИЯ
В
СИСТЕМЕ
ПЛАВКИ
ГОЛОЛЕДА
НА
ПРОВОДАХ
И
ТРОСАХ
ВЛ
Авторами
предлагается
реали
-
зовать
инновационные
способы
плавки
гололеда
:
одновремен
-
ную
плавку
гололеда
на
проводах
трех
фаз
ВЛ
и
изолированных
грозозащитных
тросах
импульса
-
ми
постоянного
тока
сверхнизкой
частоты
[20, 21],
а
на
многократ
-
но
заземленных
грозозащитных
тросах
наведенными
токами
по
-
вышенной
частоты
[22]
с
исполь
-
зованием
УУПГ
[23].
Результаты
ранее
выполнен
-
ных
НИОКР
для
ПАО
«
ФСК
ЕЭС
»
(
получен
патент
на
способ
плав
-
ки
гололеда
№
2465702)
и
ПАО
«
МРСК
Северного
Кавказа
» (
полу
-
чены
патенты
на
установку
плавки
гололеда
№
142064,
№
2546643,
изготовлен
макет
УУПГ
,
который
успешно
испытан
в
2013
году
на
ПС
110/35/10
кВ
«
Ессентуки
-2»)
предлагается
внедрить
в
виде
опытно
-
промышленного
образца
УУПГ
,
чтобы
реализовать
научно
-
технические
достижения
прошлых
лет
и
вновь
сформированные
идеи
по
созданию
интеллектуаль
-
ной
СПГ
на
ВЛ
.
Одной
из
основных
целей
про
-
граммы
НИОКР
ПАО
«
Россети
»
является
создание
и
развитие
ин
-
теллектуальной
энергетической
системы
(
ИЭС
)
с
активно
-
адап
-
тивной
сетью
(
ААС
).
С
учетом
вышеизложенного
авторами
планируется
в
2018–
2020
годах
выполнить
НИОКР
на
тему
: «
Создание
интеллектуаль
-
ной
системы
плавки
гололеда
на
проводах
и
грозозащитных
тросах
ВЛ
с
разработкой
и
изготовлением
опытно
-
промышленного
образца
универсальной
установки
плавки
гололеда
»
и
реализовать
на
объ
-
ектах
ПАО
«
МРСК
Юга
».
Интеллектуальная
СПГ
на
про
-
водах
и
грозозащитных
тросах
ВЛ
с
использованием
УУПГ
работает
следующим
образом
:
–
контролируя
параметры
окру
-
жающей
среды
,
состояние
ВЛ
,
отходящих
от
подстанции
,
Табл
. 1.
Сравнение
основных
показателей
СРОГ
Наименование
параметра
АИСКГН
СТГН
(
СРОГ
)
АИСКГН
Абак
-
2000
МИГ
DiLin
ЛСМГ
КГЭУ
ОАИСКГН
(
ОСМ
-
ВЛ
)
САТ
-1
OTLM
Датчики
контроля
:
нагрузка
в
цепи
гирлянды
изоляторов
+
+
+
+
–
–
+
+
–
температура
воздуха
+
+
+
+
–
–
–
+
+
влажность
воздуха
+
+
+
+
–
–
–
+
+
скорость
и
направление
ветра
+
+
+
+
–
–
–
+
+
инсоляция
–
–
–
–
–
–
–
–
+
давление
(
барометр
)
–
–
+
+
–
–
–
–
+
температура
провода
(
троса
)
+
+
+
+
+
–
–
+
+
ток
в
проводе
(
тросе
)
–
–
–
–
+
–
–
+
+
Расчет
толщины
стенки
гололеда
+
–
+
–
–
+
+
–
–
Количество
реализованных
точек
контроля
503
152
200
8
4
4
2
н
/
д
н
/
д
Опыт
эксплуатации
15
13
5
1
4
8
2
н
/
д
н
/
д
ВОЗДУШНЫЕ
ЛИНИИ
75
и
электрическую
сеть
,
форми
-
рует
команду
на
подготовку
к
плавке
гололеда
на
ВЛ
;
–
учитывая
состояние
УУПГ
,
об
-
ладая
базой
знаний
и
про
-
гнозом
положительного
ре
-
зультата
,
формирует
своевре
-
менное
решение
,
которое
принимается
персоналом
,
на
очередность
проводимых
пла
-
вок
гололеда
на
ВЛ
и
на
вывод
нужной
ВЛ
с
последующей
сборкой
эффективных
в
дан
-
ный
момент
схем
плавки
голо
-
леда
на
ВЛ
;
–
в
процессе
плавки
формирует
команды
об
изменении
схемы
плавки
или
окончании
,
а
также
команды
перехода
на
следую
-
щую
ВЛ
.
Интеллектуальная
СПГ
оцени
-
вает
возможность
одновременной
плавки
гололеда
на
нескольких
ВЛ
,
предотвращает
нарушение
га
-
баритов
от
нагрева
и
гололедных
нагрузок
,
не
допускает
перегрева
проводов
на
участках
без
голо
-
леда
,
а
также
может
реализовать
адаптивное
АПВ
и
интеллектуаль
-
ное
ОМП
по
параметрам
аварий
-
ного
режима
.
Интеллектуальная
СПГ
на
ВЛ
состоит
из
следующих
блоков
(
ри
-
сунок
1):
1.
Универсальная
установка
плавки
гололеда
импульсами
постоянного
тока
одновремен
-
но
на
проводах
и
изолирован
-
ных
грозозащитных
тросах
ВЛ
и
индуктированным
током
по
-
вышенной
частоты
на
много
-
кратно
заземленных
грозоза
-
щитных
тросах
ВЛ
,
включает
в
себя
тиристорные
выпрями
-
тельный
мост
и
коммутатор
,
управляемые
СУРЗА
(
системой
управления
,
регулирования
,
защиты
и
автоматики
),
кото
-
рые
взаимодействуют
с
интел
-
лектуальным
блоком
СПГ
.
Для
плавки
гололеда
индуктиро
-
ванным
током
повышенной
частоты
на
многократно
зазем
-
ленных
грозозащитных
тросах
УУПГ
переводится
в
режим
автономного
резонансного
ин
-
вертора
,
применяя
последова
-
тельно
с
фазными
проводами
блок
конденсаторов
,
который
может
использоваться
для
компенсации
реактивной
мощ
-
ности
на
подстанции
.
2.
Модернизированная
автома
-
тизированная
информацион
-
ная
система
контроля
гололе
-
дообразования
и
температуры
провода
(
троса
) — (
АИСКГТм
)
выполняет
прогнозирование
,
раннее
обнаружение
и
кон
-
троль
гололедообразования
в
режиме
реального
времени
с
дискретностью
,
устанавли
-
ваемой
диспетчером
;
выдает
сигнал
о
начале
гололедоо
-
бразования
и
скорости
его
на
-
растания
для
своевременного
принятия
решения
оператив
-
ным
персоналом
о
сборке
схе
-
мы
плавки
гололеда
с
учетом
интенсивности
отложения
,
ме
-
ханической
прочности
прово
-
дов
(
троса
),
нарушения
габари
-
тов
,
предотвращения
«
пляски
»
проводов
,
а
также
команду
на
завершение
процесса
плавки
гололеда
на
ВЛ
;
контролирует
допустимый
нагрев
проводов
(
троса
)
на
участке
ВЛ
без
го
-
лоледа
и
предотвращает
на
-
рушение
механической
проч
-
ности
и
габарита
;
оценивает
для
задач
противоаварийной
автоматики
нагрузочную
спо
-
собность
ВЛ
с
учетом
метео
-
условий
и
габаритов
;
взаимо
-
действует
с
интеллектуальным
блоком
СПГ
.
3.
Интеллектуальный
блок
СПГ
включает
базу
знаний
(
данных
)
и
выполняет
функции
эксперт
-
ной
оценки
ситуации
,
прогно
-
зирования
,
принятия
решений
и
взаимодействия
с
СУРЗА
УУПГ
и
с
модернизированной
АИСКГТ
,
а
также
с
СРОГ
,
уже
установленными
на
ВЛ
.
Интеллектуальная
СПГ
на
про
-
водах
и
грозозащитных
тросах
ВЛ
основывается
на
сетевых
компо
-
нентах
ИЭС
с
ААС
:
1.
Интеллектуальная
подстанция
:
–
автоматизированные
системы
переключений
и
реконфигура
-
ция
схемы
(
автоматизирован
-
ное
подключение
/
отключение
полюсов
коммутатора
УПГ
к
ВЛ
,
выведенной
из
работы
,
автоматическая
сборка
и
раз
-
борка
схем
плавки
гололеда
);
–
универсальные
установки
плав
-
ки
гололеда
(
выбор
схемы
со
единения
проводов
и
троса
,
ступенчатый
пуск
,
контроль
тока
плавки
,
выбор
структуры
выпрямительного
моста
и
диа
-
гностика
тиристорных
плеч
УПГ
);
–
адаптивные
системы
управле
-
ния
,
релейной
защиты
и
авто
-
матики
(
уставки
,
адаптивные
к
режиму
работы
УПГ
,
гибкая
логика
,
адаптивное
АПВ
и
ин
-
Интеллектуальный
блок
СПГ
база
данных
(
знаний
);
взаимодействие
с
СУРЗА
и
СРОГ
;
экспертная
оценка
;
прогнозирование
;
принятие
решений
.
Универсальная
УПГ
управляемый
выпрямитель
;
тиристорный
коммутатор
;
автономный
инвертор
;
система
УРЗА
.
Модернизированная
СРОГ
прогноз
,
обнаружение
и
контроль
гололедообразования
;
сигнал
о
сборке
схемы
плавки
;
температура
провода
(
троса
);
окончание
процесса
плавки
;
нагрузочная
способность
ВЛ
.
Воздушные
ЛЭП
нагреваемые
провода
(
тросы
);
датчики
требуемых
параметров
в
точках
контроля
на
трассе
.
РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНАЯ
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ
СЕТЬ
ПАО
«
Россети
»
Интеллектуальная
подстанция
силовое
оборудование
;
релейная
защита
и
автоматика
;
автоматизированная
система
технологического
управления
.
Рис
. 1.
Состав
интеллектуальной
системы
плавки
гололеда
(
синими
стре
-
лочками
показаны
направления
информационных
потоков
,
оранжевыми
—
потоки
мощности
,
а
белыми
указана
принадлежность
)
№
1 (46) 2018
76
теллектуальное
ОМП
по
пара
-
метрам
аварийного
режима
);
–
эффективные
системы
советов
для
принятия
решений
опера
-
тивным
персоналом
(
программ
-
ный
комплекс
прогнозирования
,
раннего
обнаружения
и
контро
-
ля
гололедообразования
в
рай
-
оне
с
получением
советов
для
принятия
решения
).
2.
Воздушные
линии
электропе
-
редачи
:
–
системы
мониторинга
состоя
-
ния
,
диагностики
и
управления
воздушной
линией
электропе
-
редачи
(
автоматизированная
информационная
система
контроля
гололедообразова
-
ния
,
температуры
проводов
(
троса
),
начала
и
окончания
плавки
);
–
многофазные
и
/
или
много
-
цепные
воздушные
линии
электропередачи
(
на
одних
фазах
ВЛ
выполняется
плавка
гололеда
,
а
по
другим
фазам
передача
мощности
—
это
в
перспективе
).
ПРЕИМУЩЕСТВА
УНИВЕРСАЛЬНОЙ
УСТАНОВКИ
ПЛАВКИ
ГОЛОЛЕДА
1.
УУПГ
реализует
способ
плавки
гололеда
импульсами
постоян
-
ного
тока
(
сверхнизкой
часто
-
ты
)
как
одновременно
на
трех
фазах
(
КПД
схемы
до
99%),
так
и
поочередно
ускоренно
:
«
фаза
—
две
фазы
»
в
3
цик
-
ла
(
КПД
— 67%), «
фаза
—
фаза
»
в
2
цикла
(
КПД
—
75%), «
фаза
—
фаза
»
цикл
и
«
фаза
—
две
фазы
»
цикл
(
КПД
— 86%).
2.
Применение
УУПГ
способ
-
ствует
эффективной
работе
«
удлинителя
»
при
организа
-
ции
питания
схем
плавки
го
-
лоледа
на
протяженных
ВЛ
(
увеличение
длины
проплав
-
ляемого
участка
практически
в
2
раза
) [24, 25].
3.
Для
схем
плавки
гололеда
с
ис
-
пользованием
УУПГ
характерно
увеличение
тока
плавки
гололе
-
да
,
уменьшение
номинальных
напряжения
и
мощности
ис
-
точника
питания
по
сравнению
с
плавкой
гололеда
перемен
-
ным
током
,
а
также
уменьше
-
ние
времени
вывода
из
работы
проплавляемых
ВЛ
и
экономия
электроэнергии
,
затрачивае
-
мой
на
плавку
гололеда
.
4.
УУПГ
при
переводе
в
режим
автономного
резонансного
ин
-
вертора
осуществляет
плавку
гололеда
индуктированным
током
повышенной
частоты
на
многократно
заземленных
грозозащитных
тросах
ВЛ
,
что
в
настоящее
время
никем
не
реализовано
.
5.
За
счет
дискретного
(
релейно
-
го
)
управления
УУПГ
с
углом
открытия
тиристоров
,
близким
к
нулю
,
не
требуется
компен
-
сация
реактивной
мощности
из
сети
и
отсутствуют
искажения
формы
питающего
напряже
-
ния
,
возникающие
с
увеличени
-
ем
угла
открытия
тиристорных
плеч
при
импульсно
-
фазовом
управлении
,
как
у
существую
-
щих
управляемых
УПГ
.
6.
Для
переключения
схем
со
-
единения
проводов
фаз
ВЛ
разъединители
плавки
,
управ
-
ляемые
персоналом
,
не
тре
-
буются
,
а
применяется
высо
-
ковольтный
тиристорный
ком
-
мутатор
,
что
необходимо
при
реализации
одновременной
плавки
гололеда
на
проводах
трех
фаз
ВЛ
.
7.
Отказ
от
разъединителей
плав
-
ки
гололеда
для
переключения
схемы
соединения
проводов
фаз
ВЛ
удешевляет
СПГ
на
ВЛ
и
увеличивает
надежность
ра
-
боты
схемы
плавки
гололеда
.
8.
Стоимость
управляемого
вы
-
прямителя
в
составе
УУПГ
не
выше
,
чем
серийно
выпускае
-
мые
ВУПГ
и
В
-
ТПП
.
9.
Блок
конденсаторов
,
использу
-
емый
УУПГ
в
режиме
автоном
-
ного
резонансного
инвертора
,
может
работать
как
устройство
компенсации
реактивной
мощ
-
ности
(
УКРМ
)
на
подстанции
.
МОДЕРНИЗАЦИЯ
АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ
ИНФОРМАЦИОННОЙ
СИСТЕМЫ
КОНТРОЛЯ
ГОЛОЛЕДООБРАЗОВАНИЯ
АИСКГТ
ДО
АИСКГТм
Широкое
применение
в
электри
-
ческих
сетях
получила
АИСКГН
,
(
см
.
таблицу
1)
основным
прин
-
ципом
которой
является
измере
-
ние
тяжения
датчиками
нагрузки
в
гирлянде
изоляторов
проводов
(
троса
),
а
также
метеопараме
-
тров
в
районе
опоры
на
трассе
ВЛ
,
контроль
и
передача
инфор
-
мации
на
подстанции
и
/
или
дис
-
петчерский
центр
.
В
последнее
Датчик
преобразователь
гололедной
нагрузки
Датчик
температуры
и
влажности
воздуха
Датчик
скорости
и
направления
ветра
Датчик
температуры
провода
(
троса
)
Микропроцессорный
линейный
преобразователь
Устройства
для
передачи
данных
Система
питания
(
бесперебойного
)
Улучшение
ЭМС
технических
средств
пункта
контроля
на
ВЛ
Модули
программно
-
аппаратного
комплекса
для
интеллектуального
блока
СПГ
Совершенствование
устройств
отбора
мощности
(
напряжения
)
Датчик
контроля
постоянного
/
переменного
тока
в
проводе
(
тросе
)
ВЛ
Пункт
контроля
на
трассе
ВЛ
Пункт
приема
на
ПС
/
ДЦ
программно
-
аппаратный
комплекс
и
оборудование
КС
Рис
. 2.
Структурная
схема
модернизации
АИСКГТ
до
АИСКГТм
(
красным
от
-
мечены
необходимые
мероприятия
и
новые
устройства
)
ВОЗДУШНЫЕ
ЛИНИИ
77
время
внедряется
АИСКГТ
,
ко
-
торая
контролирует
гололедно
-
ветровые
нагрузки
,
метеопара
-
метры
и
температуру
проводов
(
троса
),
что
позволяет
расши
-
рить
функциональные
возмож
-
ности
системы
и
интегрировать
ее
функции
в
противоаварийную
автоматику
ограничения
пере
-
грузки
линии
по
току
(
АОПЛ
)
и
од
-
нозначно
определяет
ее
место
в
интеллектуальной
СПГ
после
модернизации
до
АИСКГТм
.
Модернизированная
АИСКГТ
(
рисунок
2)
как
элемент
интел
-
лектуальной
СПГ
,
будет
разра
-
ботана
в
части
НИР
совместно
с
СУРЗА
УУПГ
и
с
интеллекту
-
альным
блоком
СПГ
.
Основные
направления
модернизации
:
изменение
модулей
программ
-
но
-
аппаратного
комплекса
для
совместной
работы
с
интеллек
-
туальным
блоком
СПГ
,
разработ
-
ка
датчика
(
на
потенциале
)
кон
-
троля
постоянного
/
переменного
тока
в
проводе
(
тросе
),
улучше
-
ние
электромагнитной
совмести
-
мости
технических
средств
пун
-
кта
контроля
,
отказ
от
кабельных
связей
на
опоре
между
датчика
-
ми
тяжения
и
шкафом
контроля
,
совершенствование
устройств
отбора
мощности
для
заряда
ак
-
кумуляторной
батареи
.
РАЗМЕЩЕНИЕ
УНИВЕРСАЛЬНОЙ
УСТАНОВКИ
ПЛАВКИ
ГОЛОЛЕДА
На
основе
многолетнего
опы
-
та
эксплуатации
электрической
сети
10, 35, 110
кВ
«
Ростовэнер
-
го
»,
а
также
учитывая
масштаб
-
ные
гололедно
-
ветровые
аварии
в
ОЗП
2004–2005 (
на
рисунке
3
красным
выделены
районы
ин
-
тенсивного
гололедообразова
-
ния
,
а
желтым
—
поврежденные
ВЛ
35, 110
кВ
), 2010–2011
и
2012–
2013,
выбрано
место
размеще
-
ния
опытно
-
промышленного
об
-
разца
УУПГ
на
ПС
110/35/10
кВ
«
Н
9» (
ПО
ЗЭС
),
питающей
от
-
ветственных
потребителей
:
не
-
фтяная
промышленность
НПС
«
Родионовская
» (
АО
«
Черномор
-
Транснефть
»)
и
узлы
связи
АО
«
СвязьТранснефть
»,
АО
«
Рос
-
телеком
».
В
настоящее
время
ВЛ
,
отхо
-
дящие
от
ПС
110/35/10
кВ
«
Н
9»,
не
оборудованы
схемами
плавки
гололеда
и
системами
раннего
обнаружения
и
контроля
гололе
-
дообразования
.
Восполнив
этот
пробел
интеллектуальной
СПГ
,
обеспечиваются
надежное
элек
-
троснабжение
потребителей
и
транзитные
перетоки
мощности
между
городами
:
Новошахтинск
,
Таганрог
и
Ростов
-
на
-
Дону
.
На
ПС
110/35/10
кВ
«
Н
9»
вы
-
брано
место
в
ОРУ
35
кВ
для
расположения
УУПГ
,
которая
бу
-
дет
подключена
через
резерв
-
ную
ячейку
КРУН
10
кВ
типа
К
-59
к
трансформатору
Т
2
типа
ТДТН
-16000/110/35/10.
УУПГ
че
-
рез
систему
шин
плавки
гололеда
СШ
ПГ
10
кВ
разъединителями
35
кВ
будет
подключатся
к
отхо
-
дящим
ВЛ
35
кВ
Н
19 (
АС
95/16,
14,6
км
),
Н
6 (
АС
185/29, 26,6
км
)
и
Н
23 (
АС
70/11, 12,9
км
),
а
че
-
рез
обходную
систему
шин
ОСШ
110
кВ
будет
подключатся
к
отхо
-
дящим
ВЛ
110
кВ
АС
12 (
АС
185/29,
25
км
),
Н
13 (
АС
185/29, 34,8
км
),
Ш
38 (
АС
185/29, 24,2
км
,
АС
150/24,
1,5
км
),
Н
17 (
АС
120/19, 23,5
км
),
Н
15 (
АС
120/19, 25,5
км
).
Для
совершения
прогнози
-
рования
,
раннего
обнаружения
и
контроля
гололедообразова
-
ния
на
ВЛ
35, 110
кВ
,
отходящих
от
ПС
110/35/10
кВ
«
Н
9»,
выбра
-
ны
точки
контроля
с
учетом
мно
-
голетних
наблюдений
на
трассах
ВЛ
для
установки
контрольных
пунктов
АИСКГТм
.
При
этом
бу
-
дет
установлен
пункт
приема
на
самой
подстанции
и
он
будет
взаимодействовать
с
интеллек
-
туальным
блоком
СПГ
и
диспет
-
черским
центром
.
СРАВНЕНИЕ
СИСТЕМ
И
УСТАНОВОК
ПЛАВКИ
ГОЛОЛЕДА
НА
ПРОВОДАХ
ВЛ
СПГ
с
УПГ
сравниваются
по
ос
-
новным
показателям
:
1)
своевременность
организа
-
ции
и
время
плавки
гололеда
на
проводах
и
грозозащитных
тросах
,
а
также
время
вывода
из
работы
проплавляемых
ВЛ
;
2)
затрачиваемая
электрическая
энергия
на
плавку
гололе
-
да
и
КПД
применяемых
схем
плавки
гололеда
;
3)
мощность
плавки
гололеда
и
способность
электрической
сети
ее
обеспечить
без
заме
-
ны
установленного
силового
трансформатора
;
4)
диапазон
длин
,
сечений
про
-
водов
(
тросов
)
проплавляемых
ВЛ
;
5)
простота
и
надежность
систе
-
мы
управления
,
релейной
за
-
щиты
,
автоматики
УПГ
и
про
-
плавляемых
ВЛ
;
6)
эффективность
системы
про
-
гнозирования
,
раннего
обна
-
ружения
и
контроля
гололедо
-
образования
на
ВЛ
;
7)
затраты
на
сооружение
и
экс
-
плуатацию
оборудования
СПГ
;
8)
способность
круглогодичного
использования
оборудования
СПГ
,
допустим
АИСКГТм
для
АОПЛ
при
повышенных
темпе
-
ратурах
летом
.
Произведено
сравнение
си
-
стем
и
установок
плавки
гололеда
на
ВЛ
35, 110
кВ
,
отходящих
от
ПС
110/35/10
кВ
«
Н
9»,
по
параметрам
режима
при
метеоусловиях
:
тем
-
пературе
воздуха
–5°
С
,
скорости
Рис
. 3.
Карта
-
схема
электрической
сети
35, 110
кВ
«
Ростовэнерго
»
с
зонами
интенсивного
гололедообразования
и
поврежденными
ВЛ
в
ОЗП
2004–2005
№
1 (46) 2018
78
ветра
5
м
/
с
(
направление
45°),
толщине
стенки
гололеда
20
мм
плотностью
0,9
г
/
см
3
.
Расчеты
па
-
раметров
режима
плавки
гололе
-
да
выполнены
с
использованием
программного
комплекса
«
Голо
-
лед
-110» [26].
Системы
плавки
гололеда
переменным
током
1.
СПГ
переменным
током
на
-
пряжением
10
кВ
по
способу
КЗ
(
трехфазное
—
К
3
или
двухфаз
-
ное
—
К
2
) [3, 5]
возможна
только
на
двух
из
трех
отходящих
ВЛ
35
кВ
:
Н
19
и
Н
23,
так
как
полу
-
ченный
при
такой
схеме
плавки
гололеда
ток
в
проводах
осталь
-
ных
ВЛ
значительно
ниже
мини
-
мально
допустимого
тока
, 60-
ми
-
нутного
тока
плавки
гололеда
.
Питание
схем
плавки
гололеда
переменным
током
напряжением
35
кВ
на
оставшихся
ВЛ
не
воз
-
можно
из
-
за
ограничения
по
току
обмотки
35
кВ
трансформатора
Т
2.
Требуется
замена
трансфор
-
матора
на
более
мощный
,
напри
-
мер
ТДТН
-40000/110/35/10.
Таким
образом
,
мощность
трансформа
-
тора
играет
определяющую
роль
в
организации
СПГ
.
2.
СПГ
переменным
током
на
-
пряжением
10
кВ
по
способу
встречного
включения
фаз
[3, 5]
возможна
только
на
четырех
из
пяти
отходящих
ВЛ
110
кВ
:
АС
12,
Н
13,
Н
17,
Н
15.
Реализация
этого
способа
на
оставшихся
ВЛ
35
кВ
Н
6
и
ВЛ
110
кВ
Ш
38
невозможна
,
так
как
на
ПС
110/10
кВ
«
Ш
38»
мощность
силового
трансфор
-
матора
не
достаточна
,
всего
2,5
МВА
,
а
на
ПС
110/6
кВ
«
Н
6»
нет
напряжения
10
кВ
.
3.
СПГ
переменным
током
напряжением
35
кВ
по
спосо
-
бу
КЗ
на
проводах
фаз
ВЛ
,
со
-
бранных
«
змейкой
» [3, 5]
при
замене
трансформатора
на
ТДТН
-
40000/110/35/10
возможна
на
ВЛ
35
кВ
Н
6
и
ВЛ
110
кВ
Ш
38.
Системы
плавки
гололеда
постоянным
(
выпрямленным
)
током
СПГ
постоянным
током
от
УУПГ
или
ВУПГ
(
В
-
ТПП
)
на
про
-
водах
ВЛ
35, 110
кВ
,
отходящих
от
ПС
110/35/10
кВ
«
Н
9»,
имеет
преимущество
перед
перемен
-
ным
,
так
как
исключает
влияние
индуктивного
сопротивления
ВЛ
на
параметры
источника
питания
схемы
плавки
и
протяженность
проплавляемых
участков
,
в
том
числе
и
при
плавке
гололеда
на
коротких
ВЛ
.
1.
СПГ
постоянным
током
на
ВЛ
35, 110
кВ
,
отходящих
от
ПС
110/35/10
кВ
«
Н
9»,
на
базе
управляемой
установки
ВУПГ
или
В
-
ТПП
с
регулированием
тока
плавки
за
счет
измене
-
ния
угла
открытия
тиристоров
при
схеме
соединения
прово
-
дов
фаз
ВЛ
«
фаза
—
фаза
»
возможна
на
всех
ВЛ
.
Сум
-
марное
время
поочередных
плавок
гололеда
от
ВУПГ
на
проводах
фаз
отходящих
ВЛ
35, 110
кВ
— 432
минуты
(
с
уче
-
том
времени
на
переключение
схем
плавки
гололеда
между
двумя
циклами
в
15°),
при
этом
затрачивается
44,5
тысяч
кВт
·
ч
электрической
энергии
из
сети
,
отметим
,
что
25%
израсходо
-
ваны
вхолостую
.
2.
СПГ
постоянным
током
на
ВЛ
35, 110
кВ
,
отходящих
от
ПС
110/35/10
кВ
«
Н
9»,
на
базе
предлагаемой
управляемой
установки
УУПГ
импульсами
постоянного
тока
сверхниз
-
кой
частоты
с
регулированием
тока
плавки
за
счет
изменения
:
структуры
выпрямительного
моста
,
схемы
соединения
про
-
водов
фаз
ВЛ
и
длительности
бестоковой
паузы
,
возможна
на
всех
ВЛ
.
Суммарное
вре
-
мя
одновременных
плавок
гололеда
на
фазах
отходя
-
щих
ВЛ
35, 110
кВ
— 185
ми
-
нут
,
при
этом
затрачивается
34 000
кВт
·
ч
электрической
энергии
из
сети
.
Сравним
рассмотренные
выше
СПГ
на
проводах
ВЛ
35,
110
кВ
по
общим
показателям
эффективности
,
приведенным
в
таблице
2:
Табл
. 2.
Общие
показатели
эффективности
СПГ
на
проводах
ВЛ
№
Тип
система
плавки
голо
леда
на
проводах
ВЛ
t
пл
,
мин
.
W
пл
,
МВт
·
ч
S
пл
.
max
,
МВА
Дополнительное
силовое
электрооборудование
1
Переменным
то
-
ком
по
способам
:
КЗ
(
К
3
,
К
2
,
змей
-
ка
)
и
встречного
включения
фаз
352
41,0
30
ТДТН
-40000/110/35/10 — 1
шт
.
РПГ
35
кВ
— 6
шт
.
РПГ
110
кВ
— 6
шт
.
СШ
ПГ
10
кВ
— 10
м
КЛ
10
кВ
— 150
м
2
Постоянным
(
выпрямленным
)
током
от
ВУПГ
(
В
-
ТПП
)
пооче
-
редно
432
44,5
15
ВУПГ
-14/1400 — 1
шт
.
РТОС
-10/1200-0,25 — 3
шт
.
ТТ
ПГ
10
кВ
, 1200
А
— 3
шт
.
РВУПГ
10
кВ
— 4
шт
.
РПГ
35
кВ
— 6
шт
.
РПГ
110
кВ
— 6
шт
.
СШ
ПГ
10
кВ
— 10
м
КЛ
10
кВ
— 150
м
3
Импульсами
по
-
стоянного
тока
сверхнизкой
частоты
от
УУПГ
одновременно
185
34,0
16
УУПГ
-14/1400 — 1
шт
.
РПГ
35
кВ
— 6
шт
.
РПГ
110
кВ
— 6
шт
.
СШ
ПГ
10
кВ
— 10
м
КЛ
10
кВ
— 150
м
Примечание
:
t
пл
—
суммарное
время
плавки
гололеда
на
проводах
;
W
пл
—
суммарная
затрачиваемая
электрическая
энергия
на
плавку
гололеда
;
S
пл
x
—
максимальная
полная
мощность
плавки
гололеда
;
РПГ
—
разъединители
плавки
гололеда
;
РТОС
—
реактор
токоограничивающий
однофазный
сухой
;
ТТ
ПГ
—
трансформатор
тока
плавки
гололеда
(
до
ВУПГ
);
РВУПГ
—
разъедини
-
тели
ВУПГ
,
требуемые
для
переключения
схем
соединения
проводов
фаз
ВЛ
.
–
система
плавки
гололеда
переменным
током
уступает
в
совокупности
по
общим
показателям
системе
плавки
гололеда
постоянным
током
от
ВУПГ
,
тем
более
системе
плавки
гололеда
импуль
-
сами
постоянного
тока
от
УУПГ
,
но
схемы
плавки
для
двух
ВЛ
35
кВ
Н
19,
Н
23
можно
использовать
без
больших
трудозатрат
,
как
альтернативу
,
и
запитать
от
шин
10
кВ
трансформато
-
ра
Т
1;
–
система
поочередной
плавки
гололеда
постоянным
током
ВОЗДУШНЫЕ
ЛИНИИ
79
от
ВУПГ
уступает
по
основным
показателям
системе
одновре
-
менной
плавки
гололеда
им
-
пульсами
постоянного
тока
от
УУПГ
—
по
суммарному
време
-
ни
плавки
,
по
суммарной
затра
-
чиваемой
электрической
энер
-
гии
на
плавку
,
а
максимальная
полная
мощность
соизмерима
,
при
этом
стоимость
УУПГ
больше
,
чем
ВУПГ
,
но
это
компенси
-
рует
ся
отсутствием
не
-
обходимости
в
токо
-
ограничивающих
реак
-
торах
,
трансформато
-
рах
тока
и
разъедини
-
телях
ВУПГ
,
требуемых
для
сборки
,
переключе
-
ния
и
разборки
схемы
соединения
проводов
фаз
ВЛ
для
плавки
.
Основным
преимуще
-
ством
УУПГ
,
предлагае
-
мой
к
изготовлению
и
вне
-
дрению
,
над
серийно
выпускаемыми
и
приме
-
няемыми
ВУПГ
(
В
-
ТПП
)
t
t
t
t
цикл1
t
цикл2
t
цикл3
t
цикл1
=
t
цикл2
=
t
цикл3
= 13 мин
t
перекл1
=
t
перекл2
= 25 мин
t
пл
= 89 мин
t
цикл1
=
t
цикл2
=
t
цикл3
= 13 мин
t
пл
= 39 мин
T
1
=
T
2
=
T
3
=
T
4
=
T
5
=
=
t
1
+
∆
t
1
+
t
2
+
∆
t
2
+
t
3
+
∆
t
3
=
= 6,6 мин, где
∆
t
1
=
∆
t
2
=
∆
t
3
= 1 с
t
пл
= 33 мин
t
пл
|
i
A
|
|
i
B
|
|
i
C
|
t
t
t
Т
1
Т
2
Т
3
Т
4
Т
5
t
пл
|
i
A
|
|
i
B
|
|
i
C
|
t
1
t
2
t
3
a)
|
i
A
|
|
i
B
|
|
i
C
|
t
t
t
t
цикл1
t
цикл2
t
цикл3
t
перекл1
t
перекл2
t
пл
б)
в)
Рис
. 4.
Временные
диаграммы
плавки
гололеда
на
про
-
водах
ВЛ
по
схеме
«
фаза
—
две
фазы
»
от
серийно
поставляемой
ВУПГ
(
В
-
ТПП
) (
а
)
и
предла
-
гаемой
УУПГ
в
двух
режимах
плавки
:
поочередной
ускоренной
(
б
)
и
одновременной
(
в
)
является
способность
одновре
-
менной
плавки
гололеда
на
прово
-
дах
трех
фаз
ВЛ
,
что
существенно
снижает
затраты
на
электроэнер
-
гию
и
время
вывода
ВЛ
из
работы
.
На
рисунке
4
приведены
времен
-
ные
диаграммы
плавки
гололеда
от
применяемой
ВУПГ
(
В
-
ТПП
)
и
предлагаемой
УУПГ
в
двух
режи
-
мах
плавки
:
поочередной
ускорен
-
ной
и
одновременной
,
при
этом
на
-
глядно
показан
эффект
.
Сравнение
диапазона
длин
проплавляемых
ВЛ
со
сталеалю
-
миневыми
проводами
марки
АС
от
рассмотренных
УПГ
:
УУПГ
и
ВУПГ
(
В
-
ТПП
),
а
также
переменным
то
-
ком
приведено
на
рисунке
5.
Рис
. 5.
Диапазон
длин
проплавляемых
ВЛ
для
провода
марки
АС
слева
направо
:
от
УУПГ
обозначено
красным
цветом
,
желтым
с
применением
«
удлинителя
»;
от
ВУПГ
(
В
-
ТПП
) —
зеленым
;
переменным
током
—
синим
;
белым
—
не
проплавляемые
короткие
ВЛ
№
1 (46) 2018
80
На
проводах
более
длин
-
ных
ВЛ
,
чем
отходящих
от
ПС
110/35/10
кВ
«
Н
9»,
в
том
числе
на
нескольких
ВЛ
,
собранных
по
-
следовательно
,
от
УУПГ
может
быть
реализована
поочередная
ускоренная
и
одновременная
плавка
гололеда
,
а
также
органи
-
зована
СПГ
на
смежных
ВЛ
с
по
-
мощью
«
удлинителя
» [24, 25].
Проплавляемые
ВЛ
35
и
110
кВ
(
коричневый
и
синий
цвета
со
-
ответственно
),
отходящие
от
ПС
110/35/10
кВ
«
Н
9»
с
УУПГ
и
смеж
-
ных
ПС
35
и
110
кВ
,
отражены
на
карте
-
схеме
(
рисунок
6):
сплош
-
ными
линиями
показана
одновре
-
менная
плавка
гололеда
;
пунктир
-
ными
—
поочередная
ускоренная
;
штриховыми
—
с
использованием
«
удлинителя
».
Отметим
,
что
также
проработан
ранее
вариант
размещения
УУПГ
на
ПС
110
кВ
«
Александровская
»
(
филиал
ПАО
«
МРСК
Северного
Кавказа
» — «
Ставрополь
энерго
»),
которая
расположена
в
местности
с
очень
частым
и
интенсивным
го
-
лоледообразованием
[8].
ПЛАНИРУЕМЫЙ
ТЕХНИКО
-
ЭКОНОМИЧЕСКИЙ
ЭФФЕКТ
ОТ
РЕАЛИЗАЦИИ
1.
Повышение
надежности
элек
-
трической
сети
10, 35, 110
кВ
в
ОЗП
достигается
за
счет
:
–
предотвращения
«
пляски
»
про
-
водов
;
–
значительного
сокращения
вре
-
мени
плавки
гололеда
на
про
-
водах
и
грозозащитных
тросах
ВЛ
;
–
увеличенной
протяженности
проплавляемых
участков
;
–
экономии
электрической
энер
-
гии
,
расходуемой
на
процесс
плавки
;
–
минимизации
времени
вывода
проплавляемых
ВЛ
из
работы
;
–
своевременности
организации
плавки
гололеда
на
проводах
и
грозозащитных
тросах
ВЛ
с
контролем
температуры
про
-
водов
проплавляемых
одновре
-
менно
трех
фаз
и
грозозащит
-
ного
троса
ВЛ
как
результата
совместной
работы
АИСКГТм
и
СУРЗА
УУПГ
.
2.
Снижение
затрат
на
эксплуата
-
цию
электрической
сети
,
так
как
положительным
эффектом
от
внедрения
интеллектуальной
СПГ
на
проводах
и
грозозащит
-
ных
тросах
(
по
сравнению
с
су
-
ществующими
СПГ
)
является
:
–
увеличение
действующего
зна
-
чения
тока
плавки
гололеда
,
–
возможное
уменьшение
номи
-
нального
напряжения
и
мощно
-
сти
источника
питания
;
–
уменьшение
времени
вывода
из
работы
проплавляемых
ВЛ
и
экономия
электроэнергии
,
затрачиваемой
на
плавку
голо
-
леда
.
Это
обеспечит
надежность
элек
-
троснабжения
энергорайона
и
оку
-
паемость
УУПГ
не
более
чем
за
5
лет
,
в
зависимости
от
частоты
и
интенсивности
го
ло
ле
до
об
ра
зо
-
ва
ния
в
электрической
сети
.
3.
Допустимо
использование
функциональных
возможностей
АИСКГТм
для
целей
АОПЛ
,
а
также
предотвращения
«
пляс
-
ки
»
проводов
ВЛ
.
4.
Возможна
эксплуатация
блока
конденсаторов
УУПГ
,
исполь
-
зу
емого
в
режиме
автономно
-
го
резонансного
инвертора
,
в
качест
ве
УКРМ
на
шинах
под
-
станции
.
5.
Опыт
эксплуатации
УУПГ
-
14/1600
необходим
для
дора
-
ботки
серийно
поставляемых
ВУПГ
и
В
-
ТПП
,
установленных
на
подстанциях
в
МЭС
Юга
,
в
части
оснащения
их
высоко
-
вольтным
коммутатором
схем
соединения
фаз
ВЛ
.
ВЫВОДЫ
:
ЭКОНОМИЧЕСКИЙ
ЭФФЕКТ
ОТ
ВНЕДРЕНИЯ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СПГ
Факторами
,
определяющими
за
-
тратную
часть
экономического
эффекта
от
внедрения
интеллек
-
туальной
СПГ
на
проводах
и
грозо
-
защитных
тросах
ВЛ
с
разработкой
и
изготовлением
опытно
-
промыш
-
ленного
образца
УУПГ
в
зоне
экс
-
плуатационной
ответственности
ПАО
«
МРСК
Юга
»,
являются
:
1)
стоимость
разработки
и
изго
-
товления
опытно
-
промышлен
-
ного
образца
УУПГ
,
кроме
этого
следует
учесть
стоимость
вспо
-
могательного
силового
обо
-
рудования
,
обеспечивающего
реализацию
процесса
плавки
гололеда
на
проводах
и
грозо
-
защитных
тросах
ВЛ
,
а
также
строительно
-
монтажных
и
пу
-
сконаладочных
работ
,
требую
-
щихся
при
реализации
резуль
-
тата
НИОКР
;
2)
стоимость
электроэнергии
,
за
-
трачиваемой
на
нагрев
прово
-
дов
и
грозозащитных
тросов
ВЛ
при
осуществлении
процесса
плавки
гололеда
;
3)
амортизация
основного
обо
-
рудования
интеллектуальной
СПГ
на
проводах
и
грозозащит
-
ных
тросах
ВЛ
;
4)
планируемые
затраты
на
со
-
провождение
интеллектуаль
-
ной
СПГ
на
проводах
и
грозоза
-
АС12
Р-40
Н9
(УУПГ)
Ш38
Н13
Н21
Н19
Н23
Н15
Н10
Н17
Н22
Донская
Искра
Лысогорская
Новиковская
Куйбышево1
Б.Кирсановская
Алексеевская
Т-15
Колесниковская
Политотдельская
Петровская
Советка
Советка2
Чалтырь
Покровская
Троицкая
Троицкая1
Н16
Н6
Н5
Н7
Н4
Н3
Н8
С7
НЗНП
ЭТЭС
С2
Ш44
Н14
Латоновская
Некра-
сов-
ская
М.Курганская
Г17
Г7
С11
Г2
Н1
Н2
Ш11
Ш9
Матвеев
Курган (тяг)
Рис
. 6.
Карта
-
схема
проплавляемых
ВЛ
35
и
110
кВ
(
коричневый
и
синий
цвета
),
отходящих
от
ПС
110/35/10
кВ
«
Н
9»
с
УУПГ
и
смежных
ПС
35
и
110
кВ
:
сплошными
линиями
показана
одновременная
плавка
гололеда
;
пунктир
-
ными
—
поочередная
ускоренная
;
штриховыми
—
с
использованием
«
удлини
-
теля
»
ВОЗДУШНЫЕ
ЛИНИИ
81
ЛИТЕРАТУРА
1.
Правила
устройства
электроустановок
.
Раздел
2.
Пере
-
дача
электроэнергии
.
Главы
2.4, 2.5. 7-
е
изд
.
М
.:
Изд
-
во
НЦ
ЭНАС
, 2003. 160
с
.
2.
Положение
ПАО
«
Россети
» «
О
единой
технической
политике
в
электросетевом
комплексе
» (
редакция
22.02.2017
г
.). URL: http://www.rosseti.ru/investment/
science/tech/doc/tehpolitika.pdf.
3.
МУ
34-70-027-82 (
СО
153-34.20.511,
ч
. 1).
Методиче
-
ские
указания
по
плавке
гололеда
переменным
током
.
Часть
1.
М
.:
СПО
Союзтехэнерго
, 1983.
4.
МУ
34-70-028-82 (
СО
153-34.20.511,
ч
. 2).
Методиче
-
ские
указания
по
плавке
гололеда
постоянным
током
.
Часть
2.
М
.:
СПО
Союзтехэнерго
, 1983.
5.
Диагностика
,
реконструкция
и
эксплуатация
воздушных
линий
электропередачи
в
гололедных
районах
:
Учеб
.
пособие
/
И
.
И
.
Левченко
,
А
.
С
.
Засыпкин
,
А
.
А
.
Аллилуев
,
Е
.
И
.
Сацук
.
М
.:
Издательский
дом
МЭИ
, 2007. 448
с
.
6.
Управляемый
выпрямитель
для
плавки
гололеда
—
ВУПГ
. URL: https://www.ntcees.ru/departments/nio_4/ice-1.
pdf.
7.
Выпрямители
для
плавки
гололеда
на
линиях
электропе
-
редачи
. URL: http://www.elvpr.ru/preobraztechnic/gololed.
8.
Дьяков
А
.
Ф
.,
Левченко
И
.
И
.
Опыт
борьбы
с
гололедом
на
линиях
электропередачи
//
Электрические
станции
, 1982,
№
1.
С
. 50–54.
9.
Автоматизированная
информационная
система
кон
-
троля
гололедной
нагрузки
. URL: http://www.skbp-
ltd.ru.
10.
Системы
телеметрии
воздушных
линий
электропере
-
дачи
электроэнергетического
комплекса
. URL: http://
instrument-m cro.ru/index.php/produktsiya/84-sistemy-
tvl/124-sostav-sistemy.
11.
Система
мониторинга
образования
гололеда
АИСКГН
АБАК
-2000. URL: http://www.abak2000.ru.
12.
Система
мониторинга
интенсивности
гололедообразо
-
вания
(
система
МИГ
). URL: http://migsystem.ru.
13. DiLin —
система
мониторинга
и
диагностики
техническо
-
го
состояния
воздушных
линий
. URL: https://dimrus.ru/
dilin.html.
14.
САТ
-1. URL: https://www.nexans.ru.
15. Overhead Transmission Line Monitoring — OTLM. URL:
http://www.otlm.eu/otlm-system.
16.
Рефлектометр
ВЧ
(
локатор
) —
ЛСМГ
. URL: https://kgeu.ru.
17.
Ванякин
А
.
В
.,
Некрасов
А
.
В
.
Система
прямого
измере
-
ния
тяжения
проводов
на
ВОЛС
-
ВЛ
//
ЭнергоЭксперт
,
2016,
№
1.
С
. 22–23.
18.
Реестр
инновационных
решений
ПАО
«
Россети
». URL:
http://www.rosseti.ru/investment/introdution_solutions/doc/
reestr__27062017.pdf.
19.
Засыпкин
А
.
С
.,
Левченко
И
.
И
.,
Шовкопляс
С
.
С
.
Плавка
гололеда
на
ВЛ
.
Современные
системы
/
Новости
элек
-
тротехники
, 2017,
№
5–6(107–108).
С
. 60–62.
20.
Гуревич
М
.
К
.,
Репин
А
.
В
.,
Шершнев
А
.
Ю
.,
Шершнев
Ю
.
А
.
Способ
плавки
гололеда
на
проводах
ВЛ
и
устройство
для
его
осуществления
/
Пат
. 2435266
Рос
.
Федера
-
ция
:
МПК
H02G7/16.
№
2010128588/07;
заявл
. 25.06.10;
опубл
. 27.11.11.
Бюл
.
№
33.
щитных
тросах
ВЛ
после
ввода
ее
в
промышленную
эксплуата
-
цию
.
Факторами
,
определяющими
доходную
часть
экономического
эффекта
от
внедрения
интеллек
-
туальной
СПГ
на
проводах
и
гро
-
зозащитных
тросах
ВЛ
в
зоне
экс
-
плуатационной
ответственности
ПАО
«
МРСК
Юга
»,
являются
:
1)
своевременность
организации
процесса
плавки
гололеда
на
проводах
и
грозозащитных
тросах
ВЛ
,
что
исключает
не
-
доотпуск
электроэнергии
по
-
требителям
вследствие
воз
-
никновения
технологических
нарушений
при
гололедно
-
ве
-
тровых
ситуациях
в
электриче
-
ской
сети
10, 35, 110
кВ
;
2)
непосредственное
измере
-
ние
и
контроль
температуры
проводов
модернизирован
-
ной
АИСКГТ
,
что
позволит
реализовывать
адаптивные
алгоритмы
работы
устройств
АОПЛ
,
тем
самым
обеспечи
-
вать
минимальный
объем
ос
-
новного
управляющего
воз
-
действия
,
которым
является
автоматическое
отключение
нагрузки
;
3)
установленные
датчики
тем
-
пературы
провода
в
составе
АИСКГТм
,
которые
способ
-
ствуют
реализации
программы
НИОКР
по
теме
: «
Разработка
структуры
и
алгоритма
работы
адаптивной
автоматической
си
-
стемы
ограничения
перегрузки
оборудования
»
ПАО
«
Россети
»;
4)
использование
наведенного
тока
в
контурах
«
трос
-
земля
»
для
осуществления
плавки
го
-
лоледа
на
многократно
зазем
-
ленных
грозозащитных
тросах
,
что
исключает
эксплуатацион
-
ные
издержки
по
разземлению
и
заземлению
последнего
на
ОЗП
и
на
грозовой
сезон
соот
-
ветственно
;
5)
использование
при
плавке
го
-
лоледа
на
проводах
ВЛ
по
-
стоянного
тока
,
что
позволяет
снизить
полную
мощность
,
не
-
обходимую
для
реализации
процесса
плавки
(
по
сравнению
с
плавкой
гололеда
перемен
-
ным
током
методом
КЗ
);
важно
,
что
эффект
увеличивается
с
ро
-
стом
сечения
провода
и
класса
напряжения
ВЛ
;
6)
увеличение
значения
выпрям
-
ленного
тока
плавки
гололе
-
да
в
проводах
и
одновремен
-
ность
процесса
в
трех
фазах
ВЛ
,
что
позволяет
существен
-
но
сократить
время
плавки
го
-
лоледа
на
проводах
трех
фаз
ВЛ
и
минимизировать
полное
время
вывода
ВЛ
из
работы
в
электрической
сети
10, 35,
110
кВ
;
7)
своевременность
организации
процесса
плавки
и
снижения
времени
плавки
гололеда
на
проводах
трех
фаз
и
грозоза
-
щитном
тросе
ВЛ
,
при
этом
достигается
экономия
затра
-
чиваемой
электроэнергии
.
Важно
отметить
,
что
УУПГ
,
как
основной
элемент
интеллекту
-
альной
СПГ
на
проводах
и
гро
-
зозащитных
тросах
,
должна
быть
установлена
на
узловой
ПС
110,
220
кВ
в
одном
из
наиболее
голо
-
ледных
районов
электрической
сети
10, 35, 110
кВ
[3, 4].
Расширение
области
проплав
-
ляемых
ВЛ
с
использованием
УУПГ
достигается
за
счет
эффек
-
тивного
применения
«
удлини
-
теля
»
при
организации
питания
схемы
плавки
гололеда
импуль
-
сами
постоянного
тока
сверхниз
-
кой
частоты
.
№
1 (46) 2018
82
REFERENCES
1. Electrical installation code. Section 2. Transmission of elec-
tric power. Chapters 2.4 and 2.5. Seventh Edition. Moscow,
NTs ENAS Publ., 2003. 160 p.
2. PJSC "Rosseti" Regulation. "On the Uni
fi
ed Technical Policy
in the Electrical Grid Industry" (revised February 22, 2017.
Available at: http://www.rosseti.ru/investment/science/tech/
doc/tehpolitika.pdf (accessed February 12, 2018).
3. MU 34-70-027-82 (SO 153-34.20.511, ch. 1). Guidelines
for AC ice melting. Part 1. Moscow, SPO Soyuztekhenergo
Publ., 1983. (in Russian)
4. MU 34-70-028-82 (SO 153-34.20.511, ch. 2). Guidelines
for DC ice melting. Part 2. Moscow, SPO Soyuztekhenergo
Publ., 1983. (in Russian)
5. Levchenko I.I. , Zasypkin A.S., Alliluev A.A., Satsuk E.I.
Di-
agnostika, rekonstruktsiya i ekspluatatsiya vozdushnykh liniy
elektroperedachi v gololednykh rayonakh
[Overhead trans-
mission lines diagnostics, reconstruction and operation in the
area with ice loading]. Moscow, Izdatelskiy dom MEI Publ.,
2007. 448 p.
6. Device for ice loading mitigation on overhead lines. Available
at: https://www.ntcees.ru/departments/nio_4/ice-1.pdf (ac-
cessed February 12, 2018).
7. AC/DC converter for ice-melting on overhead transmission
lines. Available at: http://www.elvpr.ru/preobraztechnic/go-
loled (accessed February 12, 2018).
8. Dyakov A.F., Levchenko I.I. Ice-melting experience on power
transmission lines.
Elektricheskie stantsii
[Power Plants],
1982, no.1. pp. 50-54. (in Russian)
9. Automated information system for ice load monitoring.
Avail able at: http://www.skbp-ltd.ru (accessed February 12,
2018).
10. Telemetry systems for overhead transmission lines of power
energy industry. Available at: http://instrument-micro.ru/in-
dex.php/produktsiya/84-sistemy-tvl/124-sostav-sistemy (ac-
cessed February 12, 2018).
11. AISKGN ABAK-2000 monitoring system for ice formation.
Available at: http://www.abak2000.ru (accessed February
12, 2018).
12. Monitoring system for the intensity of ice formation (MIG sys-
tem). Available at: http://www.abak2000.ru (accessed Febru-
ary 12, 2018).
13. DiLin system for monitoring and diagnostics of overhead
lines technical condition. Available at: https://dimrus.ru/dilin.
html (accessed February 12, 2018).
14.
САТ
-1. Available at: https://www.nexans.ru (accessed Feb-
ruary 12, 2018).
15. Overhead Transmission Line Monitoring — OTLM. Available at:
http://www.otlm.eu/otlm-system (accessed February 12, 2018).
16. High frequency re
fl
ectometer (radar). Available at: https://
kgeu.ru (accessed February 12, 2018).
17. Vanyakin A.V., Nekrasov A.V. The system for direct measure-
ment of conductor tension on
fi
ber-optic lines.
EnergoEk-
spert
[Energy expert], 2016, no. 1, pp. 22–23. (in Russian)
18. Register of PJSC "Rosseti" innovative solutions. Available at:
http://www.rosseti.ru/investment/introdution_solutions/doc/
reestr__27062017.pdf (accessed February 12, 2018).
19. Zasypkin A.S., Levchenko I.I., Shovkoplyas S.S. Ice-melting
on overhead transmission lines. Modern systems.
Novosti
Elektrotekhniki
[Electrical engineering news], 2017, no. 5–6
(107–108), pp. 60–62. (in Russian)
20. Gurevich M.K., Repin A.V., Shershnev A.Yu., Shershnev
Yu.A.
Sposob plavki gololeda na provodakh VL i ustroystvo
dlya ego osushchestvleniya
[Ice-melting method for over-
head transmission line and device for its implementation]
Patent RF, no. RU2435266.
21. Berdnikov R.N., Goryushin Yu.A., Dementev Yu.A., Zasypkin
A.S., Levchenko I.I., Satsuk E.I., Shovkoplyas S.S.
Sposob
plavki gololeda na provodakh trekhfaznoy vozdushnoy linii
elektroperedachi
[Ice-melting method for three-phase over-
ead transmission line]. Patent RF, no. RU2465702.
22. Shovkoplyas S.S. Ice-melting on multiply-grounded shield
wires with induced current produced by high-frequency ice-
melting device.
Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii.
Elektromekhanika
[Russian Electromechanics], 2013, no. 1.,
pp. 65-67. (in Russian)
23. Levchenko I.I., Zasypkin A.S., Ivanchenko P.A., Satsuk E.I.,
Shovkoplyas S.S., Shchurov A.N.
Ustanovka dlya plavki
gololeda na vozdushnykh liniyakh elektroperedachi
[Device
for ice-melting on overhead transmission lines]. Patent RF,
no. RU2546643.
24. Zasypkin A.S., Shchurov A.N., Shovkoplyas S.S. Circuit
with extension cord for ice-melting on overhead transmis-
sion lines.
Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Ele-
ktromekhanika
[Russian Electromechanics], 2013, no. 3.,
pp. 61-63. (in Russian)
25. Zasypkin A.S., Levchenko I.I., Shovkoplyas S.S. Ice melting
system on conductors of short overhead transmission lines
based on discretely operated rectifying installation.
ELE-
KTROENERGIYa: peredacha i raspredelenie
[ELECTRIC
POWER: Transmission and Distribution], 2017, no. 1 (40),
pp. 64-72. (in Russian)
26. Levchenko I.I., Satsuk E.I.
Programma rascheta rezhimov
plavki gololeda peremennym tokom na provodakh vozdush-
nykh liniy elektroperedachi ("Gololed 110")
[The program for
calculating AC ice-melting modes on overhead transmission
lines ("Gololed 110")]. Computer program registration certi
fi
-
cate, no. 2008611066.
21.
Бердников
Р
.
Н
.,
Горюшин
Ю
.
А
.,
Дементьев
Ю
.
А
.,
Засып
-
кин
А
.
С
.,
Левченко
И
.
И
.,
Сацук
Е
.
И
.,
Шовкопляс
С
.
С
.
Спо
-
соб
плавки
гололеда
на
проводах
трехфазной
воздушной
линии
электропередачи
/
Пат
. 2465702
Рос
.
Федерация
:
МПК
H02G7/16.
№
2011123905;
заявл
. 14.06.11;
опубл
.
27.10.12.
Бюл
.
№
30.
22.
Шовкопляс
С
.
С
.
Плавка
гололеда
на
многократно
зазем
-
ленных
грозозащитных
тросах
индуктированным
током
от
установки
плавки
гололеда
повышенной
частоты
//
Изв
.
вузов
.
Электромеханика
, 2013,
№
1.
С
. 65–67.
23.
Левченко
И
.
И
.,
Засыпкин
А
.
С
.,
Иванченко
П
.
А
.,
Сацук
Е
.
И
.,
Шовкопляс
С
.
С
.,
Щуров
А
.
Н
.
Установка
для
плавки
го
-
лоледа
на
воздушных
линиях
электропередачи
/
Пат
.
2546643
Рос
.
Федерация
:
МПК
H02G7/16.
№
2013159314;
заявл
. 30.12.13;
опубл
. 10.04.15.
Бюл
.
№
10.
24.
Засыпкин
А
.
С
.,
Щуров
А
.
Н
.,
Шовкопляс
С
.
С
.
Схема
с
уд
-
линителем
для
плавки
гололеда
на
воздушных
линиях
электропередачи
//
Изв
.
вузов
.
Электромеханика
, 2013,
№
3.
С
. 61–63.
25.
Засыпкин
А
.
С
.,
Левченко
И
.
И
.,
Шовкопляс
С
.
С
.
Система
плавки
гололеда
на
проводах
коротких
ВЛ
от
дискретно
управляемой
выпрямительной
установки
//
ЭЛЕКТРО
-
ЭНЕРГИЯ
:
Передача
и
распределение
, 2017,
№
1(40).
С
. 64–72.
26.
Левченко
И
.
И
.,
Сацук
Е
.
И
.
Программа
расчета
режимов
плавки
гололеда
переменным
током
на
проводах
воздуш
-
ных
линий
электропередачи
(«
Гололед
110»).
Свидет
.
об
офиц
.
регистр
.
программ
для
ЭВМ
№
2008611066, 2008.
ВОЗДУШНЫЕ
ЛИНИИ
Оригинал статьи: Интеллектуальная система плавки гололеда на проводах и грозозащитных тросах воздушных линий электропередачи ПАО «МРСК Юга»
В общем виде обозначены проблемы при борьбе с гололедно-ветровыми нагрузками на ВЛ в осенне-зимний период в электрических сетях ПАО «МРСК Юга». Авторами предложена интеллектуальная система плавки гололеда на проводах и грозозащитных тросах воздушных линий электропередачи от универсальной установки плавки гололеда, произведено ее сравнение с общепринятыми способами и установками плавки гололеда, также показана эффективность ее применения на ВЛ 35, 110 кВ филиала ПАО «МРСК Юга» — «Ростовэнерго».
